Introduction aux réseaux - lsis.orgIntroduction aux reseaux´ Wide Area Network (WAN) tres grande...

Introduction aux reseaux

Achref El Mouelhi

Docteur de l’universite d’Aix-MarseilleChercheur en Programmation par contrainte (IA)

Ingenieur en Genie logiciel

[email protected]

Mai-Juin 2018 1 / 42

Plan

1 Introduction

2 Classification par etendue (typologie)

3 Classification par structure (topologie)

4 Composants reseaux

5 IP : Internet Protocol

6 Classes reseaux et Subnetting

7 Quelques commandes reseaux

Mai-Juin 2018 2 / 42

Introduction


Reseau (informatique), c’est quoi?

un ensemble d’equipements informatiques (nœuds)

Ordinateur

Imprimante

...

connecte les uns aux autres via

Hub - Switch - Modem...

Wifi, RJ45, Bluetooth, Infra-rouge...

Logiciels

...

pour echanger des donnees

Mai-Juin 2018 3 / 42

Introduction


Plusieurs classifications possibles (taxinomies)

Etendue (couverture geographique) : LAN, WAN, MAN, PAN...

Topologie : bus, anneau, etoile...

Architecture : poste a poste (peer to peer), client/serveur...

Support physique : filaire, sans-fil...

Mai-Juin 2018 4 / 42

Classification par etendue (typologie)


Personal Area Network (PAN)

reseau de tres petite taille (dimension)

generalement moins de 10 metres

pour une seule personne ou un petit nombre de personne (unefamille)

et un tres petit nombre d’elements (ordinateur + tablette +smartphone)

le plus souvent via des technologies sans-fil

Mai-Juin 2018 5 / 42



Local Area Network (LAN)

reseau de petite dimension

generalement un et un seul emplacement physique : un batimentou une entreprise

une distance comprise entre 10m et 1km

pour quelques centaines d’utilisateur

avec une vitesse de transfert de donnees elevee : de 10 a 1000Mbit/s

donnees circulant uniquement sur le cablage local

Mai-Juin 2018 6 / 42



Metropolitan Area Network (MAN)

reseau intermediaire entre LAN et WAN (ensemble de reseauLAN geographiquement proches)

situe dans une meme ville

une distance comprise environ entre 5km et 100km

avec une vitesse de transfert de donnees depassant les 100Mbit/s

Mai-Juin 2018 7 / 42



Wide Area Network (WAN)

tres grande zone geographique (pays, continent, voire planete)

assure l’interconnexion entre des reseaux LANs et/ou MANs

type de connexions heterogene : dependant du prix et de ladistance (jusqu’a 2Tb/s sur fibres optiques)

L’exemple le plus grand et connu etant bien sur Internet

Mai-Juin 2018 8 / 42



Autre exemple d’un reseau WAN : Renater

Reseau national de telecommunications pour la technologie, l’enseignement et la recherche

Mai-Juin 2018 9 / 42

Classification par structure (topologie)


Topologie reseau ?

comment les machines sont connectees?

comment communiquent-elles?

pour communiquer, deux machines ont-elles besoin d’unintermediaire?

peuvent-elles communiquer a tout moment?

Mai-Juin 2018 10 / 42



Reseaux en bus (obsolete)

machine inter-connectee seulement par cable

communication uni ou bidirectionnelle

chaque extremite se terminant par de un ”bouchon”

Mai-Juin 2018 11 / 42



Avantages

simple

economique

panne d’une machine sans consequence sur le fonctionnementdu reseau

Inconvenients

panne totale en cas de dysfonctionnement du support

bande passante partagee

taux de collision eleve

Mai-Juin 2018 12 / 42



Reseaux en anneaux

Chaque station joue le role de station intermediaire

chaque machine a deux voisins

connexion unique ”circulaire”

donnees transmises de machine a machine jusqu’a destination

Mai-Juin 2018 13 / 42



Avantages

extension facile

risque de collision plus faible

bande passante non-partagee

Inconvenients

couteux

defaillance d’une machine entraıne une panne de tout le systeme

reduction de performance apres chaque extension

Mai-Juin 2018 14 / 42



Reseaux en etoile

chaque nœud etant connecte a un nœud central par un RJ45

nœud central : concentrateur (hub) ou commutateur (switch)

role : assurer la reception et la transmission de donnees

topologie la plus courante

Mai-Juin 2018 15 / 42



Avantages

extension facile n’entrainant pas la coupure du reseau

debit et performance dependant du nœud central

diagnostique centralise

Inconvenients

cout dependant du nombre de machine

dependance forte au nœud central

Mai-Juin 2018 16 / 42



Reseaux en arbre (hierarchiques)

la racine, situee au niveau superieur, connectee a plusieursnœuds de niveau inferieur

ces nœuds peuvent etre eux-memes connectes a plusieurs nœudsde niveau inferieur

maximum 4 niveaux de hierarchie

souvent utilise pour les LAN

Mai-Juin 2018 17 / 42



Avantages


economique

Inconvenients

Pas de communication directe entre deux nœuds non-voisins

dependance forte au nœud pere

Mai-Juin 2018 18 / 42



Reseau maille

reseau pair a pair

sans aucune hierarchie centrale

chaque nœud doit recevoir, envoyer et relayer l’information

inventee et utilisee par les services militaires

Mai-Juin 2018 19 / 42



Avantages


economique

possibilite d’envoyer des donnees en empruntant plusieurs routesdifferentes

Inconvenients

nombre de liaisons peut atteindre n ∗ (n− 1)/2 : n etant le nombrede machines connectees

croissance rapide

Mai-Juin 2018 20 / 42

Composants reseaux


Composants?

Concentrateur (Hub)

Commutateur (Switch)

Pont (Bridge)

Routeur

Repeteur

Mai-Juin 2018 21 / 42

Composants reseaux


Repeteur

materiel de la taille d’un modem

combinaison de recepteur et d’emetteur

permettant de retransmettre les signaux recus

augmentant ainsi la distance entre deux nœuds

aucune interpretation du signal recu

Mai-Juin 2018 22 / 42

Composants reseaux


Pont

est un equipement informatique (equipement dedie ou ordinateur+ logiciel specifique)

assure la connexion entre reseaux locaux

est capable d’interpreter les adresses

Si le pont ne connaıt pas l’emetteur, il stocke son adresse dans unetable afin de se ”souvenir” de quel cote du reseau se trouvel’emetteur.

Si l’emetteur et le destinataire sont situes du meme cote, le pontignore le message, sinon il le transmet sur l’autre reseau

filtre les trames en ne laissant passer que celles dont l’adressecorrespond a une machine situee sur l’autre reseau : ce quidiminue le risque de collisions

Mai-Juin 2018 23 / 42

Composants reseaux


Concentrateur (Hub)

est un materiel de taille variable (on dit aussi repeteur multipriseRJ45)

amplifie et multiplie le signal vers plusieurs PCs

possede un certains nombre de ports servant a connecterdplusieurs machines : generalement 4, 8, 16 ou 32

recupere des donnees binaires recu sur un port et de les diffusesur l’ensemble des ports

une requete destinee a un ordinateur X du reseau sera envoyee ala totalite des ordinateurs du reseau. Cela reduit considerablementla bande passante et pose des problemes d’ecoute du reseau)

si plusieurs appareils envoient des donnees simultanement, il peuty avoir des collisions de donnees.

Mai-Juin 2018 24 / 42

Composants reseaux

Introduction aux reseauxCommutateur (Switch)

= hub intelligent + pont multi-port

dirige les trames recus vers le port adequat

diminue le nombre de collisions :

Quand un Switch est demarre, il agit comme un Hub tant qu’il n’apas construit sa propre table d’adresses.

Lors de l’allumage du Switch, si une machine M1 envoie unmessage a M2, le Switch se comportera comme un Hub et vaenvoyer le message a chaque port.

Mais, il va aussi stocker l’adresse materielle et le portcorrespondant dans sa table.

Lorsqu’une machine M3 envoie un paquet destine a M1, le Switchreagira intelligemment et va envoyer le paquet directement vers leport correct et non a tous les ports.

Mai-Juin 2018 25 / 42

Composants reseaux


Routeur

= Switch mais un peu plus riche en fonctionnalites

utilise pour des reseaux plus etendus, disposant d’un nombre tresimportant de machines

autorise l’utilisation de plusieurs classes d’adresses IP au seind’un meme reseau

Adresse IP? classe?

Mai-Juin 2018 26 / 42

IP : Internet Protocol


IP?

famille de protocoles de communication de reseaux informatiques

concus par le chercheur americain Vint Cerf pour etre utilisee surInternet

permettant la gestion d’adresse identifiant les machines seconnectant sur le reseau internet

Mai-Juin 2018 27 / 42



Adresse IP ?

identifiant attribue a toute machine utilisant le protocole IP

deux versions possibles : IPv4 et IPv6

A ne pas confondre avec Adresse MAC

Adresse MAC (Media Access Control) : adresse physique uniquepour chaque materiel defini par le constructeur

Adresse IP : adresse logique fourni par un fournisseur d’accesinternet.

Mai-Juin 2018 28 / 42



Adresse MAC

codee sur 6 octets (48 bits)

representee generalement sous forme hexadecimale

” :” ou ”-” pour separer les differentes octets

exemple : 54-13-79-6B-45-D0

Pour recuperer l’adresse MAC

lancer l’invite de commandes (ou Cmder)

executer la commande ipconfig/all

aller chercher l’Adresse physique

Mai-Juin 2018 29 / 42


Introduction aux reseauxAdresse IPv4

codee sur 4 octets (32 bits)

representee generalement sous forme decimale

chaque octet contient le codage d’un nombre compris entre 0 et255

les differents octets sont separees par ”.”

theoriquement, 232 adresses possibles (soit 4 294 967 296)

exemple : 192.168.1.13

232 adresses possibles⇒ enorme mais insuffisant en considerant tousles peripheriques connectes a Internet : ordianteurs, ordinateursportables, les tablettes, les smartphones...

Mai-Juin 2018 30 / 42



Adresse IPv6

codee sur 16 octets (128 bits) : 8 groupes de deux octets

representee generalement sous forme hexadecimale

les differents groupes sont separees par ” :”

exemple : 2a01 :e35 :2f72 :e740 :dd1f :ca5e :5201 :e895

IPv4 et IPv6 sont incompatibles

une machine ne disposant que d’une adresse IPv4 ne peutcommuniquer avec une machine ne disposant que d’une adresseipv6

Mai-Juin 2018 31 / 42



De quoi est formee une adresse IP?

partie reseau (partie gauche) : commune a l’ensemble des hotesd’un meme reseau

partie hote (partie droite) : unique a l’interieur d’un meme reseau

gauche? droite?

comment connaıtre les limites de chacune?

combien d’octet?

C’est variable.

Comment va t-on le savoir ?

Mai-Juin 2018 32 / 42






gauche? droite?


combien d’octet ?

C’est variable.

Comment va t-on le savoir ?

Mai-Juin 2018 32 / 42






gauche? droite?


combien d’octet ?

C’est variable.

Comment va t-on le savoir ?Mai-Juin 2018 32 / 42


Solution

utiliser un masque reseau :

a le format d’une adresse IP

compose d’une suite de 255 ensuite une suite de 0

Exemples de masque reseau valides

255.255.255.0

255.255.0.0

Exemples de masque reseau valides

255.0.255.0

255.255.0.255

Mai-Juin 2018 33 / 42


Exemple

Adresse IP : 192.168.1.1

Masque de reseau : 255.255.255.0

Determiner les deux parties hote et reseau

partie reseau : 192.168.1.

partie hote : . . .1

Deux adresses reservees

adresse reseau : 192.168.1.0

adresse de diffusion : 192.168.1.255

Mai-Juin 2018 34 / 42



Role d’un masque de reseau

Definit donc l’intervalle d’adresses IP avec lequel une cartereseau peut communiquer directement.

Donc

Deux hotes (machines) appartenant a deux intervalles(sous-reseaux) differents ne peuvent pas communiquerdirectement.

Il faut donc une passerelle

Mai-Juin 2018 35 / 42



Une passerelle (Gateway en anglais)

est un systeme materiel et logiciel

permettant de relier deux (sous) reseaux differents

en assurant donc le routage des paquets

Exemple

Modem

Routeur

Box

...

Mai-Juin 2018 36 / 42

Classes reseaux et Subnetting

Introduction aux reseauxSelon l’adresse IP

on peut definir plusieurs classes de reseaux

Classe A

Le premier octet designe le numero de reseau et les 3 autrescorrespondent a l’adresse de l’hote

Le premier octet a une valeur comprise entre 1 et 126

Classe B

Les 2 premiers octets designent le numero de reseau et les 2autres correspondent a l’adresse de l’hote


Mai-Juin 2018 37 / 42



Classe C

Les 3 premiers octets designent le numero de reseau et le derniercorrespond a l’adresse de l’hote


Classes D et E

Classe D : le premier octet a une valeur comprise entre 224 et239

Classe E : le premier octet a une valeur comprise entre 240 et 255

Classe D et E : Deux classes privees dediees respectivement auxservices de multi-diffusion et aux experimentations.

Mai-Juin 2018 38 / 42



Probleme de gaspillage

Et si j’ai une (sous-)reseau compose de deux ordinateurs

Alors, il me faut donc des adresses IP de classe C

La classe C, m’offre donc 254 adresses IP possibles

J’ai seulement besoin de deux (et 252 seront perdues)

Solution

SubNetTing

Mai-Juin 2018 39 / 42



Subnetting

Modifier le masque de reseau par defaut

Eviter le gaspillage

Creer des sous-reseaux dont la taille depend du besoin

Revenons a l’exemple precedent

On a seulement deux ordinateurs donc 2 adresses

Plus adresses reseau et diffusion

Au total 4⇒ 2 bits pour les coder

Mai-Juin 2018 40 / 42


Introduction aux reseauxCalcul

2 premiers bits en partant de la droite pour la partie hote

6 premiers bits en partant de la gauche pour la partie reseau

On parle de Subnetting sur 6 bits

Resultat

Masque reseau : 255.255.255.252

Adresse reseau : . . .0

Adresse de diffusion : . . .3

Deux adresses possibles : . . .1 et . . .2

Mai-Juin 2018 41 / 42

Quelques commandes reseaux

Introduction aux reseaux utiles

Quelques commandes reseaux

ipconfig/all : afficher les details d’un reseau

ping IP : tester la connexion avec une adresse IP distante(pour tester, executer separement ping 127.0.0.1, pingwww.lsis.org, ping www.commentcamarche.com)

tracert IP : afficher toutes les adresses IP intermediaires parlesquelles passe un paquet entre la machine locale et l’adresse IPspecifiee(pour tester, executer separement tracert 127.0.0.1,tracert www.lsis.org, tracertwww.commentcamarche.com) (Pour afficher que les adressesIP, on peut utiliser le parametre -d : tracert -dwww.lsis.org)...

Mai-Juin 2018 42 / 42

Introduction aux réseaux - lsis.orgIntroduction aux reseaux´ Wide Area Network (WAN) tres grande...

Documents

Transcript of Introduction aux réseaux - lsis.orgIntroduction aux reseaux´ Wide Area Network (WAN) tres grande...